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moea_joint_essay 112年 [化學] 分析化學、儀器分析

第 二 題

📖 題組:
氣相層析儀(Gas Chromatograph, GC)經常使用的偵檢器為以下 4 種:火焰離子化偵檢器(Flame Ionization Detector, FID)、熱傳導偵檢器(Thermal Conductivity Detector, TCD)、電子捕捉偵檢器(Electron Capture Detector, ECD)及熱離子偵檢器(Thermoionic Detector, TID),請回答下列問題:(2 題,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

請說明 4 種偵檢器之原理及優缺點。(16 分)

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分別概述原理及提出優缺點。

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  1. 火焰離子化偵檢器 (FID)
    • 原理:層析柱流出物進入氫氣/空氣火焰中燃燒,有機碳化合物裂解會產生離子與電子。施加電壓於收集極與燃燒頭之間形成電流,電流大小與碳原子數成正比。
    • 優點:靈敏度高、線性範圍極廣(約 $10^7$)、對水氣及無機氣體無反應。

小題 (一)

請分辨 4 種偵檢器分別屬於濃度靈敏或質量靈敏。(4 分)

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回憶各偵測器產生的訊號依賴的是載氣中的分析物濃度還是進入偵測器的質量流率。

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  1. 火焰離子化偵檢器 (FID):質量靈敏偵檢器(訊號正比於單位時間進入的碳質量流率)。
  2. 熱傳導偵檢器 (TCD):濃度靈敏偵檢器(訊號正比於測量單元中載氣裡分析物的濃度)。
  3. 電子捕捉偵檢器 (ECD):濃度靈敏偵檢器(訊號取決於氣室中電子捕捉物質的濃度)。

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